Question

2．某研究性學習小組學生根據(jù)氧化還原反應規(guī)律，探究NO₂、NO與Na₂O₂反應的情況，提出假設并進行相關實驗．Ⅰ．從理論上分析Na₂O₂和NO₂都既有氧化性又有還原性，于

是提出如下假設：
假設1：Na₂O₂氧化NO₂；假設2：NO₂氧化Na₂O₂．
（1）甲同學設計如圖1裝置進行實驗：
①試管A中反應的離子方程式是Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O．
②待試管B中充滿紅棕色氣體，關閉旋塞a和b；取下試管B，向其中加入適量Na₂O₂粉末，塞上塞子，輕輕振蕩試管內(nèi)粉末，觀察到紅棕色氣體迅速消失；再將帶火星的木條迅速伸進試管內(nèi)，木條復燃．
③儀器C兼有防倒吸的作用，儀器C的名稱為球形干燥管．
結(jié)論：甲同學認為假設2正確．
（2）乙同學認為甲同學設計的實驗存在缺陷，為達到實驗目的，在A、B之間應增加一個裝置，該裝置的作用是除去NO₂中混有的水蒸氣．乙同學用改進后的裝置，重復了甲同學的實驗操作，觀察到紅棕色氣體迅速消失；帶火星的木條未復燃，得出結(jié)論：假設1正確．則NO₂和Na₂O₂反應的化學方程式是Na₂O₂+2NO₂═2NaNO₃．
Ⅱ．該研究性學習小組同學還認為NO易與O₂發(fā)生反應，應該更易被Na₂O₂氧化．查閱資料：2NO+Na₂O₂═2NaNO₂；2NaNO₂+2HCl═2NaCl+NO₂↑+NO↑+H₂O；酸性條件下，NO能與MnO₄^-反應生成NO₃^-和Mn²⁺．
（3）丙同學用圖2所示裝置（部分夾持裝置略）探究NO與Na₂O₂的反應．
①在反應前，打開彈簧夾，通入一段時間N₂，目的是將裝置中的空氣排出．
②B中觀察到的主要現(xiàn)象是ac（填字母編號）．
a．銅片逐漸溶解，溶液變?yōu)樗{色b．有紅棕色氣泡產(chǎn)生c．有無色氣泡產(chǎn)生
③C、E中所盛裝的試劑不能是a（填字母編號）．
a．無水硫酸銅   b．無水氯化鈣   c．堿石灰   d．生石灰
④F中發(fā)生反應的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：5．
⑤充分反應后，檢驗D裝置中產(chǎn)物的方法是：取D裝置中產(chǎn)物少許，加入稀鹽酸，產(chǎn)生紅棕色氣體，則產(chǎn)物是NaNO₂．

Answer 1

分析 （1）①Cu與濃硝酸反應生成二氧化氮、硝酸銅和水；
③根據(jù)儀器的特征和常見儀器的名稱分析C為干燥管；
（2）Cu與濃硝酸反應生成二氧化氮中含有水蒸氣；若過氧化鈉氧化二氧化氮，則生成硝酸鈉，依據(jù)氧化還原反應元素化合價變化配平書寫發(fā)生反應的化學方程式；
（3）①空氣中的氧氣能氧化NO，實驗時要排盡裝置中的空氣；
②二氧化氮與水反應生成稀硝酸，稀硝酸與Cu反應生成NO；
③無水硫酸銅只能檢驗水不能吸收水；
④F中為吸收一氧化氮的反應，其氧化劑為高錳酸根，還原劑為NO，根據(jù)得失電子守恒判斷；
⑤亞硝酸鈉中加鹽酸會生成NO，NO遇到空氣中的氧氣會變?yōu)榧t棕色．

解答 解：（1）①Cu與濃硝酸反應生成二氧化氮、硝酸銅和水，其反應的離子方程式為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
③儀器C具有球形特征的干燥管，所以為球形干燥管，
故答案為：球形干燥管；
（2）Cu與濃硝酸反應生成二氧化氮中含有水蒸氣，水蒸氣能與過氧化鈉反應生成氧氣，所以要在A、B之間增加一個裝置干燥裝置，除去生成NO₂氣體中混有的水蒸氣；若過氧化鈉氧化二氧化氮，則生成硝酸鈉，其反應的化學方程式為：Na₂O₂+2NO₂=2NaNO₃；
故答案為：除去生成NO₂氣體中混有的水蒸氣；Na₂O₂+2NO₂=2NaNO₃；
（3）①空氣中的氧氣能氧化NO，實驗時要排盡裝置中的空氣，所以在反應前，打開彈簧夾，通入一段時間N₂，目的是：將裝置中的空氣排出；
故答案為：將裝置中的空氣排出；
②在B裝置中二氧化氮與水反應生成稀硝酸，稀硝酸與Cu反應生成NO，所以B中觀察到的主要現(xiàn)象是：銅片逐漸溶解，溶液變?yōu)樗{色，有無色氣泡產(chǎn)生；
故選：ac；
③無水硫酸銅只能檢驗水不能吸收水，
故選：a；
④F中為吸收一氧化氮的反應，其氧化劑為高錳酸根被還原生成二價錳離子降低5價，還原劑為NO被氧化成硝酸根升高3價，則根據(jù)得失電子守恒氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：5，
故答案為：3：5；
⑤亞硝酸鈉中加鹽酸會生成NO，NO遇到空氣中的氧氣會變?yōu)榧t棕色，則檢驗D裝置中物質(zhì)的方法為：取D裝置中產(chǎn)物少許，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生無色氣體，遇到空氣變?yōu)榧t棕色，產(chǎn)物是亞硝酸鈉；
故答案為：取D裝置中產(chǎn)物少許，加入稀鹽酸，產(chǎn)生紅棕色氣體．

點評 本題考查了實驗過程分析，物質(zhì)性質(zhì)的實驗探究，明確物質(zhì)性質(zhì)和實驗操作的目的和實驗步驟分析是解題關鍵，注意結(jié)合題給信息解答解答，題目難度中等．